Õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýëí óðâàëûí äóëààíû èëðýë

Органик биш хими I(CHEM 101) ëåêö 3

•Энерги, энергийн төрөл, шилжилт•Õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýë. Ýíòальïè.

•Òåðìîõèìèéí òýãøèòãýë. Òåрìîõèìèéí

¿íäñýí õóóëü (òåðìîäèíàìèêèéí I õóóëü),

ò¿¿íèé ìºðäºë㺺. Òåрìîõèìèéí тэгшитгэл•Áîäèñûí ¿¿ñýõèéí ñòàíäàðò ýíòàëüïè.

Óðâàëûí äóëààíûã õýìæèõ,Калориметр

Химийн урвалын дулааны илрэлХимийн урвалын дулааны илрэл.Термохими•Энерги, энергийн төрөл, шилжилт•Õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýë. Ýíòальïè.

•Òåðìîõèìèéí òýãøèòãýë. Òåрìîõèìèéí

¿íäñýí õóóëü (òåðìîäèíàìèêèéí I õóóëü),

ò¿¿íèé ìºðäºë㺺. Òåрìîõèìèéí тэгшитгэл•Áîäèñûí ¿¿ñýõèéí ñòàíäàðò ýíòàëüïè.

Óðâàëûí äóëààíûã õýìæèõ,Калориметр

ПотенциалПотенциал,, кинетиккинетик энергиэнергиПотенциалПотенциал,, кинетиккинетик энергиэнерги

ПотенциалПотенциалэнергиэнерги—— ?.?.БайршилаасБайршилаасхамаарсанхамаарсан

ПотенциалПотенциалэнергиэнерги—— ?.?.БайршилаасБайршилаасхамаарсанхамаарсан

• Эерэг, сөрөг жижигхэсгүүд (ион) биебиеэнтэйгээхарилцанүйлчилнэ.

ПотенциалПотенциал энергиэнергиПотенциалПотенциал энергиэнерги

• Эерэг, сөрөг жижигхэсгүүд (ион) биебиеэнтэйгээхарилцанүйлчилнэ.

NaClNaCl ——NaNa++ && ClCl--

ПотенциалПотенциал,, кинетиккинетик энергиэнергиПотенциалПотенциал,, кинетиккинетик энергиэнерги

КинетикКинетикэнергиэнерги—— ??МассМасс,, хурдаасхурдаас

2

21 vmEk

ПотенциалПотенциал,, кинетиккинетик энергиэнергиПотенциалПотенциал,, кинетиккинетик энергиэнерги

КинетикКинетик энергиэнерги——хөдөлгөөнийхөдөлгөөнийэнергиэнерги..translate

rotate

vibratetranslate

rotate

vibrate

Ýíåðãèéí õýëáýð¿¿ä, øèëæèëò• Äîòîîä ýíåðãè íü ìîëåêóëûí õýëáýëçýë,

ýðãýëäýõ, äàâøèõ õºäºë㺺íèé ýíåðãè,ìîëåêóë äàõü àòîìûí õîëáîîñûí ýíåðãè,àòîì, ìîëåêóëûí îðáèòàëûí ÿíç á¿ðèéíýíåðãèéí ò¿âøèí äýõ ýëåêòðîíûøèëæèëòèéí ýíåðãè, öºìèéã á¿ðä¿¿ëýã÷æèæèã õýñãèéí õîëáîîñûí ýíåðãè çýðýãáèäíèé òàíèí ìýäýæ áàéãàà, òàíèí ìýäýõáîëîìæòîé ýíåðãèéí èëðýë áàéäàã.

• Äîòîîä ýíåðãè íü ìîëåêóëûí õýëáýëçýë,ýðãýëäýõ, äàâøèõ õºäºë㺺íèé ýíåðãè,ìîëåêóë äàõü àòîìûí õîëáîîñûí ýíåðãè,àòîì, ìîëåêóëûí îðáèòàëûí ÿíç á¿ðèéíýíåðãèéí ò¿âøèí äýõ ýëåêòðîíûøèëæèëòèéí ýíåðãè, öºìèéã á¿ðä¿¿ëýã÷æèæèã õýñãèéí õîëáîîñûí ýíåðãè çýðýãáèäíèé òàíèí ìýäýæ áàéãàà, òàíèí ìýäýõáîëîìæòîé ýíåðãèéí èëðýë áàéäàã.

ДотоодДотоод энергиэнерги (E)(E) ИнтерналИнтерналДотоодДотоод энергиэнерги (E)(E) ИнтерналИнтернал

•• ППE + KE =E + KE = интернал энергиинтернал энерги(E, U)(E, U)•• Жижиг хэсгийн тооЖижиг хэсгийн тоо•• Жижиг хэсгийн төрөлЖижиг хэсгийн төрөл•• ТемпературТемператур

•• ППE + KE =E + KE = интернал энергиинтернал энерги(E, U)(E, U)•• Жижиг хэсгийн тооЖижиг хэсгийн тоо•• Жижиг хэсгийн төрөлЖижиг хэсгийн төрөл•• ТемпературТемператур

ДотоодДотоод энергиэнерги (E)(E)ДотоодДотоод энергиэнерги (E)(E)•• TTемператур ихемператур их

байх тусамбайх тусамдотооддотоод энергиэнерги ихихбайнабайна..•• T (∆T)T (∆T)•• E (∆E).E (∆E).

•• TTемператур ихемператур ихбайх тусамбайх тусамдотооддотоод энергиэнерги ихихбайнабайна..•• T (∆T)T (∆T)•• E (∆E).E (∆E).Дîòîîä àæèë ãýñýí óòãàòàé ãðåê ¿ãíýýñ ãàðàëòàé, þìñûí àæèë õèéõ

÷àäâàð(àæëûí áàãòààìæ)-ûã èëýðõèéëýã÷ óõàãäаõóóí þì.

Ýíåðãèéí õýëáýð¿¿ä, энергийнøèëæèëò

.

Òîãòîëöîîíû á¿òýí ýíåðãè. Ýíý íü õºäºëæ áàéãàà òîãòîëöîîíû êèíåòèêýíåðãè (Ek), ãàäíû õ¿÷íèé îðîí òîãòîëöîîíä ¿éë÷ëýõ ¿åä èëðýõ ïîòåíöèàëýíåðãè (En), òîãòîëöîîíû äîòîîä ýíåðãè(U)-èéí íèéëáýðýýñ òîãòîíî.

E = Ek + En + U

Òîãòîëöîî õàðüöàíãóé òàéâàí (Ek =0) áàéæ ãàäíû îðíû ¿éë÷ëýë õÿçãààðã¿é

áàãà (En=0) áàéõ ¿åä òîãòîëöîîíû á¿òýí ýíåðãè äîòîîä ýíåðãèéí íººöººð

òîäîðõîéëîãäîíî.

Òîãòîëöîîíû á¿òýí ýíåðãè. Ýíý íü õºäºëæ áàéãàà òîãòîëöîîíû êèíåòèêýíåðãè (Ek), ãàäíû õ¿÷íèé îðîí òîãòîëöîîíä ¿éë÷ëýõ ¿åä èëðýõ ïîòåíöèàëýíåðãè (En), òîãòîëöîîíû äîòîîä ýíåðãè(U)-èéí íèéëáýðýýñ òîãòîíî.

E = Ek + En + U

Òîãòîëöîî õàðüöàíãóé òàéâàí (Ek =0) áàéæ ãàäíû îðíû ¿éë÷ëýë õÿçãààðã¿é

áàãà (En=0) áàéõ ¿åä òîãòîëöîîíû á¿òýí ýíåðãè äîòîîä ýíåðãèéí íººöººð

òîäîðõîéëîãäîíî.

ЭнергиЭнерги (цахилгаан,дулаан, механик, гэрэл, нар,

цөм, хими)

11

ЭнергиЭнерги && ХимиХими

Reactants Products

12

Эх бодисЭх бодис БүтээгдэхүүнБүтээгдэхүүн

ХимийнХимийн процесспроцесс дахдах энергийнэнергийнөөрчлөлтөөрчлөлтХимийнХимийн процесспроцесс дахдах энергийнэнергийнөөрчлөлтөөрчлөлтReactants

Products

KineticEnergy

PE

Reactants

Products

KineticEnergy

PE

СистемийнСистемийн En буурчбуурч Ek ихэснэихэснэ.. Тиймээс температурТиймээс температурөснөөснө..

ДулааныДулааны энергийнэнергийндамжуулалындамжуулалын үеүе дэхдэхэнергийнэнергийн ттүвшнийүвшнийдиаграмдиаграм

ДулааныДулааны энергийнэнергийндамжуулалындамжуулалын үеүе дэхдэхэнергийнэнергийн ттүвшнийүвшнийдиаграмдиаграм

∆E = E(бүт) - E(эх бодис)= E(хий) - E(хатуу)

COCO22 хийхий∆E = E(бүт) - E(эх бодис)= E(хий) - E(хатуу)

COCO22 хатуухатуу

ФизикийнФизикийн хувиралхувирал дахьдахь дулааныдулааныэнергийнэнергийн өөрчлөлтөөрчлөлтФизикийнФизикийн хувиралхувирал дахьдахь дулааныдулааныэнергийнэнергийн өөрчлөлтөөрчлөлт

•• Хийн молекулууд кинетик энергиХийн молекулууд кинетик энергиихтэйихтэй..

•• АЖИЛАЖИЛ хэрхэн хийгдэх вэхэрхэн хийгдэх вэ??

COCO22 ((хатхат,, --7878 ooCC)) ------> CO> CO22 ((хийхий,, --7878 ooCC))

•• Хийн молекулууд кинетик энергиХийн молекулууд кинетик энергиихтэйихтэй..

•• АЖИЛАЖИЛ хэрхэн хийгдэх вэхэрхэн хийгдэх вэ??

Òîäîðõîé çàéä ¿éëчèëæ áàéãàà õ¿чíèé¿éëчëýëýýð áîëîõ ýíåðãèéí øèëæèëòèéã àæèëãýäýã. Аæèë нь òîäîðõîé çàéä (l) ¿éëчëýõ õ¿ч (F)

Ажил нь тодорхой зайд ¿éëчëэх õ¿ч байдлаартогтолцоо, орчны хооронд энергийн шилжилтхийнэ.Ажèë õèéõýä ýíåðãèéí íýã õýëáý𠺺ðõýëáýðò øèëæñýí áàéäàã.

ìñåê

ìкã, 2mghlFA

ÀæèëÒîäîðõîé çàéä ¿éëчèëæ áàéãàà õ¿чíèé

¿éëчëýëýýð áîëîõ ýíåðãèéí øèëæèëòèéã àæèëãýäýã. Аæèë нь òîäîðõîé çàéä (l) ¿éëчëýõ õ¿ч (F)

Ажил нь тодорхой зайд ¿éëчëэх õ¿ч байдлаартогтолцоо, орчны хооронд энергийн шилжилтхийнэ.Ажèë õèéõýä ýíåðãèéí íýã õýëáý𠺺ðõýëáýðò øèëæñýí áàéäàã.

ìñåê

ìкã, 2mghlFA

Zn(хат.) + 2H+(шин.) Zn2+(шин.) + H2(хий)

Химийн урвалын дүнд хийгдэх эзэлхүүнтэлэлтийн àæèë

Р

Р

h1

h2

F =P∙SS∙∆h =∆V,A=F ∙∆hA = P∙ S∙∆hA=PA=P ∙∙∆∆VV

Äóëààí. Тåìïåðàòóðûí çºðºº áàéäëààð èëðýõ, тîãòîëöîî, õ¿ðýýëýí áóéîðчíû õîîðîíä шилжих ýíåðãèéí øèëæèëò.

Æèæèã õýñãèéí ýìõ çàìáàðààã¿é õºäºë㺺í(Ek)-ий øèëæèëò áîëîõîîñýíåðãèéí íýã õýëáýð íºãººä øèëæèõã¿é. Õî¸ð áèåòèéí ìîëåêóëын äóíäàæ Ek

èæèë áîëòîë (òåìïåðàòóð íü àäèë áîëòîë) äóëààíû ýíåðãè, äóëààíû óðñãàëáàéäëààð øèëæèíý.

Òîãòîëöîî, îðчíû õîîðîíä ýíåðãèéн øèëæèлт хийдэг бөгөөд дóëààíûøèëæèëòээр òîãòîëöîî òåìïåðàòóð, òºëºâ áàéäлынººðчëºлтөдордог.

18400C

900C

Äóëààí. Тåìïåðàòóðûí çºðºº áàéäëààð èëðýõ, тîãòîëöîî, õ¿ðýýëýí áóéîðчíû õîîðîíä шилжих ýíåðãèéí øèëæèëò.

Æèæèã õýñãèéí ýìõ çàìáàðààã¿é õºäºë㺺í(Ek)-ий øèëæèëò áîëîõîîñýíåðãèéí íýã õýëáýð íºãººä øèëæèõã¿é. Õî¸ð áèåòèéí ìîëåêóëын äóíäàæ Ek

èæèë áîëòîë (òåìïåðàòóð íü àäèë áîëòîë) äóëààíû ýíåðãè, äóëààíû óðñãàëáàéäëààð øèëæèíý.

Òîãòîëöîî, îðчíû õîîðîíä ýíåðãèéн øèëæèлт хийдэг бөгөөд дóëààíûøèëæèëòээр òîãòîëöîî òåìïåðàòóð, òºëºâ áàéäлынººðчëºлтөдордог.

ДулааныДулааны шилжилтшилжилт

• Ýíåðãè õàëóóí áèåòýýñ õ¿éòýíáèåòýä äóëààí áàéäëààð øèëæäýã.

• ЭКЗOтерм: системээс ОРЧИН.

T(T(системсистем)) буурнабуурнаT(T(орчинорчин)) ихэснэихэснэ

ДулааныДулааны шилжилтшилжилт• Ìîëåêóëûí ò¿âøèíä àâч ¿çâýë, õàëóóí

áèåòèéí ìîëåêóë ìºðãºëäºëòèéí ÿâöàäýíåðãýý õ¿éòýí áèåòýä àëäàíà.

T(T(сиссис)) ихэснэихэснэT (T (орчорч)) багаснабагасна

Бîäèñ àëü õèð õ¿éòýí, õàëóóíáàéãààã ººð áîäèñòîéõàðüöóóëàí жишсэн õýìæýýñ .ªºðººð õýëáýë äóëààíûãõ¿чòýé ñóë òàëààñ íüèëýðõèéëñýí õýìæèãäýõ¿¿í.Дóëààí áîë òîãòîëöîî, îðчíûçààãààð øèëæèõ ýíåðãèéíøèëæèëòèéí ýíãèéí õýëáýðþì.

Òåìïåðàòóð Бîäèñ àëü õèð õ¿éòýí, õàëóóíáàéãààã ººð áîäèñòîéõàðüöóóëàí жишсэн õýìæýýñ .ªºðººð õýëáýë äóëààíûãõ¿чòýé ñóë òàëààñ íüèëýðõèéëñýí õýìæèãäýõ¿¿í.Дóëààí áîë òîãòîëöîî, îðчíûçààãààð øèëæèõ ýíåðãèéíøèëæèëòèéí ýíãèéí õýëáýðþì.

273.15CK1.8

32-FC

Òåìïåðàòóðын хуваарь-38.9°C

0°C

100°C

234.1 K

273 K

373 K

-38°F

32°F

212°F

Hg-ныбуцлах

Мөсхайлах

Усны буцлах

421 R

459 R

671 R

Тас.-ны тем25°C 298 K 75°F 534 R

Цельс Keльвин Фaренхэйт-273°C-269°C

-183°C

0 K4 K

90 K

-459 °F-452°F

-297°F

гелийн б.т

О-ийнбуцлах

0 R7 R

162 R

Ранкин

Анхааруулга

• Бодисын тоо хэмжээнээсүл хамаарна.

• Тогтмол даралтандтогтмол хэмжигдэхүүн

Òåìïåðàòóð

• Бодисын тоо хэмжээнээсхамааран өөрчлөгдөнө.Дóлаан

Химийн энерги~ ХИМИЙН УРВАЛ

ΔЕ - энергийнΔN - тоо хэмжээнийΔD - шинж

чанар,бүтцèéí

• тодорхой нєхцєлд

• тодорхой хугацаанд

ЄЄРЧЛЄЛТИЙГ СУДЛАХ АРГАЧЛАЛ:

ЄЄРЧЛЄЛТ

Харилцанүйлчлэл

Харилцанүйлчлэл

ЄЄРЧЛЄЛТИЙГ СУДЛАХ АРГАЧЛАЛ:

2. ÕÓÃАÖÀÀÍÛ ТОДОРХОЙ ҮЕ ШАТÀÍÄ ÁÎËÎÕ ÒÎÎ ÕÝÌÆÝÝÍÈÉ ªªÐ×˪ËÒ:

ХИМИЙН КИНЕТИКÕóãàöààíû ¿å шат = õóãàöàà

1. ТОДОРХОЙ ÍªÕÖªËÄ (ТЄЛЄВ БАЙДÀË) ÈËÐÝÕ ÝÍÅÐÃÈÉÍ ªªÐ×ЛªËÒ :

ТЕРМОДИНАМИККэхний тєлєв

ΔÅ Кэöñèéí тєлєв

Êîíöåíòðàöûí ººð÷ëºëò

Δt1 Δt2 Δt3

ΔÑ1 ΔÑ2 ΔÑ3

25

ÒÅÐÌÎÒÅÐÌÎÕÈÌÈÕÈÌÈ

• Õèìèéí óðâàëûí ÿâöàä áîëîõýíåðãèéí ººð÷ëºëòèéã ñóäëàõ

òåðìîäèíàìèêèéí ñàëáàð

• õèìèéí õàðèëöàí ¿éë÷ëýëä îðæ áàéãààáîäèñûí ýíеðãèéí ººð÷ëºëòèéã

òîãòîîõäîî òåðìîäèíàìèêèéí õóóëèéãàøèãëàíà.

ÒÅÐÌÎÒÅÐÌÎÕÈÌÈÕÈÌÈ

• Õèìèéí óðâàëûí ÿâöàä áîëîõýíåðãèéí ººð÷ëºëòèéã ñóäëàõ

òåðìîäèíàìèêèéí ñàëáàð

• õèìèéí õàðèëöàí ¿éë÷ëýëä îðæ áàéãààáîäèñûí ýíеðãèéí ººð÷ëºëòèéã

òîãòîîõäîî òåðìîäèíàìèêèéí õóóëèéãàøèãëàíà.

ÑóäàëãààíûÑóäàëãààíû îíöëîãîíöëîã

•Õàðèëöàí ¿éë÷èëæ áóé áîäèñûí

ýõíèé, ýöñèéí òºëºâèéã ñóäàëíà.

•Ñóäàëãàà ÿâóóëàõ îáüåêòîî îð÷íîîñ

òóñãààðëàí òîãòîëöîî ãýæ ¿çíý.

•Õàðèëöàí ¿éë÷èëæ áóé áîäèñûí

ýõíèé, ýöñèéí òºëºâèéã ñóäàëíà.

•Ñóäàëãàà ÿâóóëàõ îáüåêòîî îð÷íîîñ

òóñãààðëàí òîãòîëöîî ãýæ ¿çíý.

ñóäàëãààíä àâñàí òîäîðõîé ýçýëõ¿¿í, íàéðëàãàòàéîðîí çàé

СИСТЕМÒîãòîëöîîУсны уур

задгаймасс & энергиСолилцоо:

битүү

энерги тусгаарлагдсан

Дулаан

Òîãòîëöîîíû òºëºâ áàéäàë ò¿¿íèé øèíæ чàíàðààð òîäîðõîéëîãäîíî.

Òîãòîëöîîíû øèíæ чàíàðûã òîäîðõîéëîãч ¿íäñýí õýìæèãäýõ¿¿í(ïàðàìåòð)-¿¿ä:ССккîíöîíö,, Ð,Ð, Ò,Ò, V,V, Ì, m,Ì, m, nn,, E, G, SE, G, S

Äàðàëò

Òåìïåðàòóð

êîíöåíòðàö

Ýêñòåíñèâ

Ýíåðãè

íÿãò

Èíòåíñèâ

Òîãòîëöîîíû òºëºâ áàéäàë ò¿¿íèé øèíæ чàíàðààð òîäîðõîéëîãäîíî.

Òîãòîëöîîíû øèíæ чàíàðûã òîäîðõîéëîãч ¿íäñýí õýìæèãäýõ¿¿í(ïàðàìåòð)-¿¿ä:ССккîíöîíö,, Ð,Ð, Ò,Ò, V,V, Ì, m,Ì, m, nn,, E, G, SE, G, S

Массэзэлхүүн Ýíòàëüïèэнтропи

Òîãòîëöîîíû òºëºâ áàéäëûí ôóíêö¿¿ä:

•Òîãòîëöîîíû ýõíèé áà ýöñèéí àëü ч òºëºâ áàéäàëäòîãòîëöîîíû øèíæ чàíàðûã òîäîðõîéëно.Функцын ººðчëºëò, òîãòîëöîîíû ýõíèé, ýöñèéí òºëºâ áàéäëààñõàìààðна,õóâèðàë ººðчëºëòèéí çàì, хугацаанаас ¿ëõàìààðнà

Òºëºâ áàéäëèéí ôóíêöèéã òîì ¿ñãýýð, “èòàëèê” ¿ñãèéíôîíäîîð òýìäýãëýíý.

Eíèéò =En +Ek +U , U, H, S, G

•ìàòåìàòèêèéí õýëýýð áèчñýí тэмдэглээг òºëºâ áàéäëûíôóíêöыí õàìààðàë ãýíý. U = f (V, T)Ôóíêöээс төлөв байдлын тэгшитгэл бичнэ.

PV = nRT, PV = RT

30

Òîãòîëöîîíû òºëºâ áàéäëûí ôóíêö¿¿ä:

•Òîãòîëöîîíû ýõíèé áà ýöñèéí àëü ч òºëºâ áàéäàëäòîãòîëöîîíû øèíæ чàíàðûã òîäîðõîéëно.Функцын ººðчëºëò, òîãòîëöîîíû ýõíèé, ýöñèéí òºëºâ áàéäëààñõàìààðна,õóâèðàë ººðчëºëòèéí çàì, хугацаанаас ¿ëõàìààðнà

Òºëºâ áàéäëèéí ôóíêöèéã òîì ¿ñãýýð, “èòàëèê” ¿ñãèéíôîíäîîð òýìäýãëýíý.

Eíèéò =En +Ek +U , U, H, S, G

•ìàòåìàòèêèéí õýëýýð áèчñýí тэмдэглээг òºëºâ áàéäëûíôóíêöыí õàìààðàë ãýíý. U = f (V, T)Ôóíêöээс төлөв байдлын тэгшитгэл бичнэ.

PV = nRT, PV = RTMm

Õýðýâ òîãòîëöîî îð÷èíòîéãîî ìàññ, äóëààíû

ñîëèëöîî õèéãýýã¿é áîë ò¿¿íèé äîòîîä ýíåðãèéí

íººö õàäãàëàãäàí ¿ëäýíý.

¯¿íèéã ýíåðãè õàäãàëàãäàõ õóóëèéí èëðýë,òåðìîäèíàìèêèéí I ýõëýë áóþóòåðìîäèíàìèêèéí I õóóëü ãýíý.

Òóñãààðëàãäñàí òîãòîëöîîíä áîëîõ àëèâàаõóâèðàëûí ¿åä òîãòîëöîîã á¿ðä¿¿ëýã÷ õýñã¿¿äèéíõîîðîíä äîòîîä ýíåðãèéí õàðèëöàí øèëæèëòáîëîõ áîëîìæòîé áàéíà.

Õýðýâ òîãòîëöîî îð÷èíòîéãîî ìàññ, äóëààíû

ñîëèëöîî õèéãýýã¿é áîë ò¿¿íèé äîòîîä ýíåðãèéí

íººö õàäãàëàãäàí ¿ëäýíý.

¯¿íèéã ýíåðãè õàäãàëàãäàõ õóóëèéí èëðýë,òåðìîäèíàìèêèéí I ýõëýë áóþóòåðìîäèíàìèêèéí I õóóëü ãýíý.

Òóñãààðëàãäñàí òîãòîëöîîíä áîëîõ àëèâàаõóâèðàëûí ¿åä òîãòîëöîîã á¿ðä¿¿ëýã÷ õýñã¿¿äèéíõîîðîíä äîòîîä ýíåðãèéí õàðèëöàí øèëæèëòáîëîõ áîëîìæòîé áàéíà.

QAEwqE

Дулаан гадагшлуулнаДулаан гадагшлуулна((экзотермэкзотерм),), --qq

Дулаан дамжуулнаДулаан дамжуулна((эндотермэндотерм), +q), +q

СИССИСTEMTEMСИССИСTEMTEM

∆E = q + w∆E = q + w∆E = q + w∆E = q + w

ww шингээнэшингээнэ(+w)(+w)

ww ялгаруулнаялгаруулна((--w)w)

ТермодинамикийнТермодинамикийн II хуульхуульТермодинамикийнТермодинамикийн II хуульхууль

∆∆E = q + wE = q + w

Àæèë, äóëààí ýêâèâàëåíò õàðüöààãààðøèëæäýã (A = iQ )

Системд ажилСистемд ажилхийгдэнэхийгдэнэ

∆∆E = q + wE = q + w

Энергийн өөрчлөлтЭнергийн өөрчлөлт

Системд ажилСистемд ажилхийгдэнэхийгдэнэ

ýíåðãè óñòàõã¿é, øèíýýð¿¿ñýõã¿é õàðèí íýã õýëáýðýýñíºãººä øèëæäýã!!

Òîãòîëöîîíû ýíåðãèéí

ººðчëºëò ïðîöåññûí ÿâàãäàõ ¿å

øàòààñ õàìààðàõã¿é,

òîãòîëöîîíû ýõíèé, ýöñèéí

òºëºâ áàéäëààñ õàìààðíà.

∆Eîð÷ëîí = ∆Eòîãòîëöîî + ∆E õ¿ðýýëýí áóé îð÷èí =0

Òîãòîëöîîíû ýíåðãèéí

ººðчëºëò ïðîöåññûí ÿâàãäàõ ¿å

øàòààñ õàìààðàõã¿é,

òîãòîëöîîíû ýõíèé, ýöñèéí

òºëºâ áàéäëààñ õàìààðíà.

Öиëèíäð äîòîðõ õèé ãàäíû õ¿÷íèé¿éë÷ëýëèéã äàâàí òýëæ àæèëõèéñýí ãýâýë A = F ∙ ∆h∆ h – á¿ë¿¿ð øèëæñýí õýìæýý

F – á¿ë¿¿ðèéí ò¿ëõýõ õ¿÷

Á¿ë¿¿ðèéí ãàäàðãà (S)-ä ¿éë÷ëýõàãààðûí äàðàëò (Pат) -ûã á¿ë¿¿ðèéíò¿ëõýõ õ¿÷ (F) -òýé òýíö¿¿ ãýæ ¿çâýë,F =P∙S A = P∙ S∙∆h S∙∆h =∆V,

A = P∙ ∆VQP = ∆U + Av = ∆U + P∙ ∆V∆U = U2- U1 , ∆V = V2- V1 H

= U+PV ýíòàëüïè (H ) ãýíý.

Zn(хат.) + 2H+(шин.) Zn2+(шин.) + H2(хий)

Öиëèíäð äîòîðõ õèé ãàäíû õ¿÷íèé¿éë÷ëýëèéã äàâàí òýëæ àæèëõèéñýí ãýâýë A = F ∙ ∆h∆ h – á¿ë¿¿ð øèëæñýí õýìæýý

F – á¿ë¿¿ðèéí ò¿ëõýõ õ¿÷

Á¿ë¿¿ðèéí ãàäàðãà (S)-ä ¿éë÷ëýõàãààðûí äàðàëò (Pат) -ûã á¿ë¿¿ðèéíò¿ëõýõ õ¿÷ (F) -òýé òýíö¿¿ ãýæ ¿çâýë,F =P∙S A = P∙ S∙∆h S∙∆h =∆V,

A = P∙ ∆VQP = ∆U + Av = ∆U + P∙ ∆V∆U = U2- U1 , ∆V = V2- V1 H

= U+PV ýíòàëüïè (H ) ãýíý. )()()( 11221212 PVUPVUVVPUUQP

Ýíòàëüïè (H )

H = U+PV ∆H -ýíòàëüïèéí ººð÷ëºëòòîãòìîë äàðàëòòàé ¿åä ÿâàãäàõ õèìèéí

óðâàëûã òåðìîäèíàìèêèéí ¿¿äíýýñáè÷èõýä òîãòîëöîîíû äîòîîäýíåðãèòýé ýêâèâàëåíò óòãààðõýðýãëýãäýõ òºëºâ áàéäëûí ôóíêöûãýíòàлüïè ãýíý.

QP = Н2- Н1 = ∆Н

H = U+PV ∆H -ýíòàëüïèéí ººð÷ëºëòòîãòìîë äàðàëòòàé ¿åä ÿâàãäàõ õèìèéí

óðâàëûã òåðìîäèíàìèêèéí ¿¿äíýýñáè÷èõýä òîãòîëöîîíû äîòîîäýíåðãèòýé ýêâèâàëåíò óòãààðõýðýãëýãäýõ òºëºâ áàéäëûí ôóíêöûãýíòàлüïè ãýíý.

QP = Н2- Н1 = ∆Н

Ìàññ, ýíåðãè õàäãàëàãäàõ õóóëèéí òåðìîõèìèéíèëðýëèéã Ã.È.Ãåññ(1836 îí, ÀÍÓ)-ûí õóóëü ãýäýã

Õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýë óðâàëä îðæ

áàéãàà ýõ áîäèñ, á¿òýýãäэõ¿¿í áîäèñûí òºëºâ

áàéäàë, óã òºðõººñ õàìààðàõààñ óðâàë õýäýí

øàòààð ÿâàãäàõààñ ¿ë õàìààðíà” ãýæ òîìú¸îëñîí.

ªºðººð õýëáýë, òîãòîëöîîíû ýõíèé, ýöñèéí òºëºâ

áàéäëààð óðâàëûí äóëààíû èëðýë

òîäîðõîéëîãäîíî.

Õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýë óðâàëä îðæ

áàéãàà ýõ áîäèñ, á¿òýýãäэõ¿¿í áîäèñûí òºëºâ

áàéäàë, óã òºðõººñ õàìààðàõààñ óðâàë õýäýí

øàòààð ÿâàãäàõààñ ¿ë õàìààðíà” ãýæ òîìú¸îëñîí.

ªºðººð õýëáýë, òîãòîëöîîíû ýõíèé, ýöñèéí òºëºâ

áàéäëààð óðâàëûí äóëààíû èëðýë

òîäîðõîéëîãäîíî.

AB áîäèñ ¿¿ñýõ ÿâö (à), (â)ãýñýí 2 ¿å øàòààð ÿâàãäñàíãýæ ¿çâýë, óðâàëûí äóëààíûèëðýë çàâñðûí øàòíûóðâàëûí äóëààíû èëðýëèéííèéëáýðòýé òýíö¿¿ áàéíà.(à) A + C = AC ∆H1

(â) AC + B = AB + C ∆H2

A + B = AB

H= ∆H1+ ∆H2

∆H, Æ/ìîëü

A+B + C

AC + B ∆H1

∆H

AB AB + C ∆H2

óðâàëûí ÿâö

AB áîäèñ ¿¿ñýõ ÿâö (à), (â)ãýñýí 2 ¿å øàòààð ÿâàãäñàíãýæ ¿çâýë, óðâàëûí äóëààíûèëðýë çàâñðûí øàòíûóðâàëûí äóëààíû èëðýëèéííèéëáýðòýé òýíö¿¿ áàéíà.(à) A + C = AC ∆H1

(â) AC + B = AB + C ∆H2

A + B = AB

H= ∆H1+ ∆H2

∆H, Æ/ìîëü

A+B + C

AC + B ∆H1

∆H

AB AB + C ∆H2

óðâàëûí ÿâö

H á¿òýýãäõ¿¿í эх бодис

Høóë>0 Hýðã<0

эх бодис á¿òýýãäõ¿¿í

Ýíäîòåðì óðâàë Ýêçîòåðì óðâàë

AB A+B

Ýíòàëüïè (H)

H = H (бүт) – H (эх бодис)H = тогтмол даралтанд өгсөн, шингээсэн дулаан

Ýíäîòåðìóðâàë

Ýкзîòåðìóðâàë

Hбүт < Hэх бодис

H < 0

Hбүт> Hэх бодис

H > 0

Ýíäîòåðìóðâàë

Ýкзîòåðìóðâàë

̺ðäºë㺺-1:

• Òóõàéí äàðàëò, òåìïåðàòóðò äàí áîäèñîîñ 1 ìîëü õèìèéí íýãäýë ¿¿ñýõóðâàëûí äóëààíû èëðýë, ò¿¿íèéã ãàðãàí àâàõ àðãààñ ¿ë õàìààðàí òîãòìîëõýìæèãäэõ¿¿í áàéíà.

•• ССòàíäàðòòàíäàðò íºõöíºõöөөëäëä,, 101101..33êÏàêÏà äàðàëòäàðàëò,, 252500ÑÑáóþóáóþó 273273 ÊÊ òåìïåðàòóðòòåìïåðàòóðò äàíäàí áîäèñîîñáîäèñîîñ 11ìîëüìîëü õèìèéíõèìèéí ннýãäýëýãäýë ¿¿¿¿ñýõèéíñýõèéí äóëààíûãäóëààíûã¿¿¿¿ñýõèéíñýõèéí ñòàíäàðòñòàíäàðò ýíòàëüïèýíòàëüïè--∆∆HHoo

ff ãýíýãýíý..

Ãåññèéí õóóëèéí ìºðäëºãºº:̺ðäºë㺺-1:

• Òóõàéí äàðàëò, òåìïåðàòóðò äàí áîäèñîîñ 1 ìîëü õèìèéí íýãäýë ¿¿ñýõóðâàëûí äóëààíû èëðýë, ò¿¿íèéã ãàðãàí àâàõ àðãààñ ¿ë õàìààðàí òîãòìîëõýìæèãäэõ¿¿í áàéíà.

•• ССòàíäàðòòàíäàðò íºõöíºõöөөëäëä,, 101101..33êÏàêÏà äàðàëòäàðàëò,, 252500ÑÑáóþóáóþó 273273 ÊÊ òåìïåðàòóðòòåìïåðàòóðò äàíäàí áîäèñîîñáîäèñîîñ 11ìîëüìîëü õèìèéíõèìèéí ннýãäýëýãäýë ¿¿¿¿ñýõèéíñýõèéí äóëààíûãäóëààíûã¿¿¿¿ñýõèéíñýõèéí ñòàíäàðòñòàíäàðò ýíòàëüïèýíòàëüïè--∆∆HHoo

ff ãýíýãýíý..

aA + bB cC + dD

H0урв

d H0 (D)fc H0 (C)f= [ + ] - b H0 (B)

fa H0 (A)

f[ + ]

Ãåññèéí õóóëèéí ìºðäºë㺺 1:

• Äàí áîäèñûí ¿¿ñýõèéí ñòàíäàðòýíòàëüïèéí óòãûã òýã ãýæ òîîöäîã.

H0 (O2) = 0 H0 (C, б.ч) = 0• Õèìèéí öýâýð íýãäëèéí ¿¿ñýõèéí

ñòàíäàðò ýíòàëüïèéã òóðøëàãààðòîãòîîí õ¿ñíýãòýä áàéðëóóëäàã.

• Äàí áîäèñûí ¿¿ñýõèéí ñòàíäàðòýíòàëüïèéí óòãûã òýã ãýæ òîîöäîã.

H0 (O2) = 0 H0 (C, б.ч) = 0• Õèìèéí öýâýð íýãäëèéí ¿¿ñýõèéí

ñòàíäàðò ýíòàëüïèéã òóðøëàãààðòîãòîîí õ¿ñíýãòýä áàéðëóóëäàã.

H0 (O3) = 142 kЖ/моль H0 (C, алмаз) = 1.90 k Ж/моль

Ãåññèéí õóóëèéí ìºðäëºãººÌºðäºë㺺 -2:

Õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýë íüóðâàëûí á¿òýýãäэõ¿¿í áîäèñûí¿¿ñýõèéí ñòàíäàðò ýíòàëüïèéííèéëáýðýýñ óðâàëä îðæ áóé áîäèñûíñòàíäàðò ýíòàëüïèéí íèéëáýðèéãõàññàíòàé òýíö¿¿ áàéíà.

̺ðäºë㺺 -2:

Õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýë íüóðâàëûí á¿òýýãäэõ¿¿í áîäèñûí¿¿ñýõèéí ñòàíäàðò ýíòàëüïèéííèéëáýðýýñ óðâàëä îðæ áóé áîäèñûíñòàíäàðò ýíòàëüïèéí íèéëáýðèéãõàññàíòàé òýíö¿¿ áàéíà.

0 0, ( ð ) ¿P T ó â f á ò f ýõQ

Термохимийн урвал:Химийн урвалын тэгшитгэлд урвалын дулааны илрэл,бодисын төлөв байдлыг оруулан бичсэн байна.H2(хий) + 1/2O2(хий) = H2О(шинг.) H0

298 = -285.83 кЖ

Òåðìîõèìèéí òîîöîî:

õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýë

õèìèéí õîëáîîíû ýíåðãèталст торын энергиуусахын дулаанòàëñò óñ ¿¿ñýõ ýíåðãè ...

Термохимийн урвал:Химийн урвалын тэгшитгэлд урвалын дулааны илрэл,бодисын төлөв байдлыг оруулан бичсэн байна.H2(хий) + 1/2O2(хий) = H2О(шинг.) H0

298 = -285.83 кЖ

Òåðìîõèìèéí òîîöîî:

õèìèéí óðâàëûí äóëààíû èëðýë

õèìèéí õîëáîîíû ýíåðãèталст торын энергиуусахын дулаанòàëñò óñ ¿¿ñýõ ýíåðãè ...

Сбал чулуу + O2(хий)

СО(хий) + 1/2O2(хий)

0

100

200

кЖ/моль∆H2

СО(хий) + 1/2O2(хий) = СO2(хий)∆H2 = ∆H1 - ∆H3 = -110.5 кЖ/моль

Химийн урвалын дулааны илрэлийг тооцоолохэнтальпийн диаграмм (Борн-Габерийн цикл)

1. ØÀÒÀÕ ÓÐÂÀËÛÍ ÄÓËÀÀÍÛ ÈËÐÝË

СO2(хий)

200

300

400

∆H1

∆H3

Сбал чулуу + O2(хий) = СO2(хий)

∆H1 = ∆H2 + ∆H3 = -393.5 кЖ/моль

СО(хий) + 1/2O2(хий) = СO2(хий)∆H3 = ∆H1 - ∆H2 = -283.0 кЖ/моль

СО(хий) + 1/2O2(хий) = СO2(хий)∆H2 = ∆H1 - ∆H3 = -110.5 кЖ/моль

Cl2(хий) = 2Сl(хий)

∆H0дис. Cl2 = -242.6 кЖ/моль

1/2H2(хий) + 1/2Cl2(хий))

300

200

100

кЖ/моль

0

∆H0дис. Cl2

1/2H2(хий) + Cl (хий))

∆H0дис. H2

H(хий) + Cl (хий))

∆H0H-Cl =

=∆H0дис. HCl

2. ХИМИЙН ХОЛБООНЫ ЭНЕРГИ

Cl2(хий) = 2Сl(хий)

∆H0дис. Cl2 = -242.6 кЖ/моль

H(хий) + Cl(хий) = HCl(хий)

∆H0H-Cl = ∆H0

дис. HCl = ∆H0f HCl – 1/2∆H0

дис. Cl2 - ∆H0дис.

H2 = (-92.8) – (217.5 + 121.3) = -431.6 кЖ/моль

H2(хий) + Cl2(хий) = HCl(хий)∆H0

f HCl = -92.8 кЖ/моль

-100

0

HCl (хий)∆H0

f HCl

H2(хий) = 2H(хий)

∆H0дис. H2 = 435.0 кЖ/моль

3. ТАЛСТ ТОРЫН ЭНЕРГИ

õèéCIýNaCNaCI л.нэгlòàëñòf. HÍH ΔΔΔ

хийхий2хат NaCINa 21

èîí.äèññ.ñóáë. HHH ΔΔΔ

NaCl–ын талст торын энергийг тооцоолоход зориулсанýíåðãèéí çóðàãëàë (Áîðí-Ãàáåðûí битүү хэлхээ)

хийхий2хат NaCINa 21

èîí.äèññ.ñóáë. HHH ΔΔΔ

õèéõèé2хатõèé NaCINaCIýNaCI

NaClNaC

21

èîí.äèññ.ñóáë.л.нэгf.

òàëñòI

HHHHH

ÍU

ΔΔΔΔΔ

ΔΔ

êÆ785.1Æ/ìîëü)8.495121.3108.34.351(411.1моль1

4. ÓÓÑÀХÛÍ ÄÓËÀÀÍ

1. Уусгагчийн задрал(молекулхоорондын хүчсулрах)-ын дулаан∆H1

2. Ууссан бодисын задрал(талст торын эвдрэл) -ын дулаан∆H2

3. Уусгагч, ууссан бодисын харилцан үйлчлэл (дисперсжилт)-ийн дулаан∆H3

4. Уусахын дулаан ∆Hуус. ∆∆HHуус.уус. = (= (∆∆HH11 ++ ∆∆HH22)) -- ∆∆HH33

Íýã ãðàìì áîäèñûí òåìïåðàòóðûã íýããðàäóñààð èõýñãýõýä çàðöóóëàõ äóëààíûòîî õýìæýýã õóâèéí äóëààí áàãòààìæ (Ñ)áóþó õóâèéí äóëààí øèíãýýëò ãýíý.Íýã ìîëü áîäèñûã òîãòîëöîî ãýæ àâñàí áîë

ìîëèéí äóëààí áàãòààìæ (Ñмоль) ãýñýíóõàãäàõóóíûã àøèãëàíà.

Íýã ãðàìì áîäèñûí òåìïåðàòóðûã íýããðàäóñààð èõýñãýõýä çàðöóóëàõ äóëààíûòîî õýìæýýã õóâèéí äóëààí áàãòààìæ (Ñ)áóþó õóâèéí äóëààí øèíãýýëò ãýíý.Íýã ìîëü áîäèñûã òîãòîëöîî ãýæ àâñàí áîë

ìîëèéí äóëààí áàãòààìæ (Ñмоль) ãýñýíóõàãäàõóóíûã àøèãëàíà.

ÊìîëüÆ,ìîëü Tn

QÑìîëü

NaCl-ын уусах процесс

Hуус. = 1 үе + 2 үе = 788 – 784 = 4 kЖ/моль

Áîäèñûí òåìïåðàòóðûã ººðчëºõºä øààðäàãäàõ äóëààíû òîî õýìæýý(кинетик энергийн шилжилт) íü òóõàéí áîäèñûí òåìïåðàòóðûã àëü õèðººðчëºõ øààðäëàãà, áîäèñûí òîî õýìæýý, òºðõººñ õàìààðíà.

Íýã ãðàìì óñíû òåìïåðàòóðûã öåëüñèéí íýã ãðàäóñààð èõýñãýõýäøààðäàãäàõ äóëààíû òîî õýìæýýã “êàëîðè” ãýæ íýðëýæ èðñýí. Íýãæèéí ÑÈòîãòîëöîîíä äóëààíû íýãæýýð ýíåðãèéí ¿íäñýí íýãæ Æîóëèéã àâäàã.

1 êàë = 4.184 Æ

Òîãòîëöîîíû òåìïåðàòóðûã íýã ãðàäóñààð èõýñãýõýä øààðäàãäàõäóëààíû òîî õýìæýэг(Q) òîãòîëöîîíû äóëààí áàãòààìæ (q) ãýíý.

KÆ,

ΔTQq

Êã

Æ,m TQÑ

Ýíåðãè õàäãàëàãäàõ õóóëü ¸ñîîðçýñèéí àëäñàí äóëààí óñíû àâñàíäóëààíòàé òýíö¿¿ áàéíà.

Qóñ = - QCu

Óñíû òåìïåðàòóðûã 3.39 oÑ -ааðèõýñãýõýä çàðöóóëàõ äóëààí (Qóñ) -ûãîëáîë,

Áî äèñ Ì àññ,ã

Ñ,Æ/ãÊ

Тàí õí û ,î Ñ

Тýöñèé í ,î Ñ

∆Т, î Ñ

Çýñ 25.64 ? 100.00 28.49 -71.51(àëäàãäñàí)

Óñ 50.00 4.184 25.10 28.49 3.39(íýìýãäñýí)

Õýìæèëòèéí ¿ð ä¿í

Ýíåðãè õàäãàëàãäàõ õóóëü ¸ñîîðçýñèéí àëäñàí äóëààí óñíû àâñàíäóëààíòàé òýíö¿¿ áàéíà.

Qóñ = - QCu

Óñíû òåìïåðàòóðûã 3.39 oÑ -ааðèõýñãýõýä çàðöóóëàõ äóëààí (Qóñ) -ûãîëáîë,

Æ10709.188C3.39Cã

Æ4.184ã50.00Δm 3óñóñóñ

TCQ

Õýìæèëòèéí ¿ð ä¿í

• Óñíû àâñàí äóëààí çýñèéí àëäñàíäóëààíòàé òýíö¿¿ Qóñ = - QCu áîëîõûã¿íäýñëýí, íýã ãðàìì çýñèéíòåìïåðàòóðûã íýã ãðàäóñààðèõýñãýõýä çàðöóóëàõ äóëààí áóþóõóâèéí äóëààí áàãòààìæèéã îëæáîëíî.

• Óñíû àâñàí äóëààí çýñèéí àëäñàíäóëààíòàé òýíö¿¿ Qóñ = - QCu áîëîõûã¿íäýñëýí, íýã ãðàìì çýñèéíòåìïåðàòóðûã íýã ãðàäóñààðèõýñãýõýä çàðöóóëàõ äóëààí áóþóõóâèéí äóëààí áàãòààìæèéã îëæáîëíî.

3Cu

Cu

709.188 10 Æ Ж Ж0.387 0.387

m Δ 25.64 ã 71.51 C г C г KCuQCT

Асуулт даалгавар:

1. Термодинамикийн тогтолцоо, түүний шинжчанарыг тодорхойлно уу.

2. Тогтолцооны төлөв байдлын функц, тэдгээрийнинтенсив, экстенсив шинж чанар,термодинамикийн үндсэн хэмжигдэхүүн гэсэнойлголтын ижил, ялгаатай талыг тайлбарланжишиж харуулна уу.

Холбогдох материал: [1]-ийн 3-р бүлэг ,[5-6] –ийн Термохими дэд сэдэв

1. Термодинамикийн тогтолцоо, түүний шинжчанарыг тодорхойлно уу.

2. Тогтолцооны төлөв байдлын функц, тэдгээрийнинтенсив, экстенсив шинж чанар,термодинамикийн үндсэн хэмжигдэхүүн гэсэнойлголтын ижил, ялгаатай талыг тайлбарланжишиж харуулна уу.

Холбогдох материал: [1]-ийн 3-р бүлэг ,[5-6] –ийн Термохими дэд сэдэв

54

3. Нэг химийн урвал сонгонтермохимийн тэгшитгэлбичиж, урвалын дулааныилрэлийг Гессийн хууль,түүний мөрдөлгөөгашиглан урвалдорж буй бодисын дулаанбагтаамж, стандартэнтальпийн холбогдолыгхэрхэн ашигласнаатайлбарлана уу.

3. Нэг химийн урвал сонгонтермохимийн тэгшитгэлбичиж, урвалын дулааныилрэлийг Гессийн хууль,түүний мөрдөлгөөгашиглан урвалдорж буй бодисын дулаанбагтаамж, стандартэнтальпийн холбогдолыгхэрхэн ашигласнаатайлбарлана уу.

Уншиж мэдсэн байх шаардлагатаймэдээлэл:

•Дунд сургуулийн физикийн хичээл үзсэн энерги,дулаан, ажил гэсэн ойлголт, тэдгээрийн тэмдэглэгээ,нэгж харилцан хамаарлын томьёо

•Термохимийн тооцоо хийхжишээ, дасгал

[1] : 62 - 68

•Дунд сургуулийн физикийн хичээл үзсэн энерги,дулаан, ажил гэсэн ойлголт, тэдгээрийн тэмдэглэгээ,нэгж харилцан хамаарлын томьёо

•Термохимийн тооцоо хийхжишээ, дасгал

[1] : 62 - 68